3.3 汽化和液化（第1课时）（教学设计）物理新教材人教版八年级上册

该初中物理教学设计围绕“汽化和液化”第1课时核心内容，聚焦汽化现象及沸腾特点。通过长征五号发射喷水降温实例导入，迁移熔化凝固学习思路，以温度变化和吸放热为主线，为后续升华凝华学习搭建认知支架。 资料突出科学探究与科学思维培养，设计“探究水沸腾前后温度变化”学生实验，引导观察气泡变化、绘制温度图像，归纳沸点及沸腾条件，结合“纸锅烧水”“冬奥会制冰”等生活实例，强化物理观念。配套视频演示与分层练习，助力学生提升探究能力，便于教师高效开展实验教学。

第3节 汽化和液化（第1课时）（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 第3节 汽化和液化 教学 目标 物理观念 知道液态与气态可以相互转化，知道汽化、液化及其过程中的吸热、放热现象。知道液体沸腾前后温度变化的特点及条件。知道影响液体蒸发快慢的因素，知道液体蒸发有制冷作用。 科学思维 经历探究水在沸腾前后温度变化的特点的过程，初步体会归纳推理的思维方法。经历认识汽化、液化的两种方式的过程，体会比较与分类的方法。 科学探究 经历探究水在沸腾前后温度变化特点的实验，深化对于问题、证据、解释、交流的探究要素的认识，体会用图像描述物理规律的方法。 科学态度 与责任 在科学探究的过程中，有尊重事实、规范操作、团结协作的态度和意识；在用汽化和液化知识解释常见现象的过程中，感受物理与生活和社会的密切联系。 教材 分析 根据课程标准的要求，教材设置了沸腾、蒸发、液化三部分内容。汽化、液化和沸点是本节的重要概念。本节涉及的现象、规律等内容的学习应迁移前面学习熔化、凝固的思路和方法。通过认识汽化、液化现象的过程，使学生意识到从温度、吸热或放热两条主线认识物态变化现象的思路，为后面学习升华和凝华现象做好铺垫。 本节的“探究水在沸腾前后温度变化的特点”是课程标准要求的学生必做实验，是让学生体会归纳推理的思维方法以及进一步体会运用图像法描述物理量之间关系的良好载体。本节内容与学生的生活实际及社会生产密切相关，是让学生感悟物理学是与生活、社会、科技有紧密联系的自然科学的良好载体。 本节的重点是通过实验探究归纳水沸腾前后温度变化的特点，应让学生明确实验中需要观察和记录的物理量及实验现象，通过分析概括得出实验结论。 学情分析 八年级学生的思维正处于从形象思维向抽象思维的过渡阶段，此前他们已经熟练掌握了温度计的使用方法，也对生活中的热现象有了不少感性认知，能初步建立物态变化和温度的关联，也基本掌握了实验仪器的组装方法。 沸腾和蒸发是学生日常生活中随处可见的现象，他们对烧开水、湿衣服晾干这类场景十分熟悉，但大多只停留在表面观察，对沸腾的完整发生过程、气泡变化细节、沸腾时温度保持不变的核心特征并没有清晰的认知，也很少主动探究背后的物理规律。 同时，这个阶段的学生好奇心强、活泼好动，对动手实验有很高的热情，但在实验现象的精准观察、实验数据的分析归纳，尤其是控制变量法的灵活运用上还有明显不足。教学中需要借助贴近生活的小实验引导他们从具象现象中提炼抽象规律，逐步培养他们的科学探究能力。 教学重点 通过实验探究归纳水沸腾前后温度变化的特点。 教学难点 1. 探究水在沸腾前后温度变化的特点。2. 液化过程放热。 教学 器材 塑料袋、酒精、水槽、热水、铁架台、酒精灯、火柴、陶土网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、秒表、烧瓶等。 课件。包含视频资料：①视频演示—《观察塑料袋的变化》；②演示实验—《研究水沸腾时温度的变化规律》；③演示实验—《纸锅烧水》；④视频讲解—《熔化和凝固的条件》；⑤课堂总结—《熔化和凝固》。 教学过程 导入新课 【问题】长征五号与梦天搭伴，助力我国空间站建设。长征五号发射时，在点火后，向火箭尾焰喷射200t淡水，确保发射台不被高达3000℃的尾焰烧坏。 想一想：为什么向火箭尾焰喷水？发射塔周围为什么会出现白雾？ 学习新课 一、汽化和液化 1. 探究汽化和液化现象 【教师演示】如下图所示，在透明塑料袋中滴入几滴酒精，将袋挤瘪，排尽空气后用绳把口扎紧，然后放入热水中。从热水中拿出塑料袋，再放入冷水中一会。 在空气中 放入热水中 放入冷水中 【学生活动】观看演示实验，思考问题。 （1）把滴入几滴酒精的塑料袋放入热水中，你会看到什么变化？ （2）从热水中拿出塑料袋，再放入冷水中过一会又有什么变化？ （3）上述实验中，“酒精到哪里去了？”“为什么塑料袋会鼓起来？”“酒精为什么会失而复得？”怎样解释这些变化？ 【师生分析归纳】 把塑料袋放入热水中，塑料袋里的酒精不见了，而塑料袋却马上鼓起；从热水中拿出塑料袋，过一会，塑料袋瘪了，袋里又有酒精了。 塑料袋中的液态酒精受热后变成了气态酒精，降温后气态酒精又变成了液态酒精。物质的液态和气态可以相互转化。 2. 汽化与液化 （1）汽化：物质从液态变为气态的过程叫作汽化。 物质的汽化有两种方式：蒸发和沸腾。洒在地上的水变干了，属于蒸发；壶里的水烧开了，属于沸腾。 （2）液化：物质从气态变为液态的过程叫作液化。 【例题1】如图所示，在透明塑料袋中滴入几滴酒精，将袋挤瘪，排尽空气后用绳把口扎紧，然后放入热水中，观察到塑料袋鼓起来了，这是由于酒精 （选填“吸热”“放热”）发生 （填物态变化的名称），把袋子从热水中拿出来，会立刻瘪下去，因为袋内 （选填“空气”“酒精蒸气”）发生了 （填物态变化的名称）。      【答案】吸热；汽化；酒精蒸气；液化 【详解】当把滴入几滴酒精的塑料袋放入热水中时，酒精液体吸收热量会汽化变成酒精气体，体积变大，故发现塑料袋鼓起。 当从热水中拿出塑料袋后，由于环境温度比塑料袋温度低，酒精蒸气向外放出热量，酒精蒸气又液化成酒精液体，体积减小，所以塑料袋又瘪了。 学习新课 二、沸腾 1. 沸腾 【学生活动】思考以下问题并回答。 你在家烧过开水吗？水沸腾时你发现了什么现象？对于沸腾现象，你还了解哪些？你能描述一下沸腾现象吗？ 【师生总结】水“开”了这一生活用语在物理学中叫做沸腾。沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。 2. 学生实验：探究水在沸腾前后温度变化的特点 【教师布置任务】 （1）设计实验探究方案。 （2）分组进行实验探究，收集证据，分析论证并得出结论。 【学生活动】设计实验方案。 （1）重点思考：如何判断水是否沸腾？组装实验器材时是先固定铁圈位置，还是先固定悬挂温度计的横梁？怎样才能既节约能源又让水尽快沸腾？ （2）实验中两位同学分工合作，一位同学看表计时，另一位同学读出温度值并记录在表格中，注意观察并记录实验现象。 【实验思路】与上一节的固体熔化实验类似，我们可以通过将水加热至沸腾，测量水的温度，根据记录的数据绘制图像，得出水在沸腾前后温度变化的特点。 （1）实验器材：铁架台、酒精灯、火柴、陶土网、烧杯、中心有孔的纸板、温度计、水、秒表。 （2）实验装置：如图所示。 （3）注意事项 ①为了既节约能源，又让水尽快沸腾。烧杯里面的水用热水，且加盖。水不宜过多，但需要没过温度计的玻璃泡。 ②组装实验器材应该按照自下而上的顺序进行。因为要用酒精灯的外焰部分加热，所以应根据酒精灯火焰的高度确定烧杯的高低，再根据烧杯内水面的高低确定温度计悬挂的位置。 ③实验结束时，用灯帽盖灭酒精灯。 【实验过程】 （1）在烧杯中加入水，用酒精灯加热，使其沸腾。观察水发生的变化：水的温度、水中气泡的变化情况等。 （2）当水温达到90℃时开始计时，每隔0.5min，记录一次温度。直到水沸腾后4~5 min后为止。将数据记录在表格中。 （3）撤掉酒精灯，停止对烧杯加热，观察水的变化情况。 （4）实验数据与现象 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 … 温度/℃ 水中气泡 变化情况 沸腾前：气泡上升时逐渐变小，未到水面就消失。 沸腾时：形成大量气泡不断上升、变大，到达水面破裂。 【解释】 （1）绘制并分析水沸腾前后温度变化的图像 水沸腾前后温度变化的图像 将所记录的各组数据分别用点标在坐标纸上，然后再将这些占用平滑曲线连接起来，就得到了水沸腾时温度与时间关系的图象。 AB段：水吸热，温度会不断升高；BC段：当温度达到100℃时，水开始沸腾，虽然水还在不断的吸收热量，但温度保持不变。 （2）描述水的沸腾现象 从实验中可以看到，水的沸腾是一种剧烈的汽化现象。这时形成的大量气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中。 （3）沸腾吸热 在沸腾的过程中，虽然水的温度保持不变，但要用酒精灯持续加热，所以说水在沸腾的过程中不断吸热。 【归纳总结】从实验现象和图像得出实验结论： 对水加热，水的温度不断升高，达到某一温度时，水开始沸腾，此后，虽然继续对水加热，但温度保持不变，停止加热后，水的沸腾停止。 3. 水沸腾的特点 （1）水在沸腾前，温度不断升高；水在沸腾后，温度保持不变； （2）水的沸腾是在液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象； （3）水的沸腾需要吸热，但温度保持不变； （4）水沸腾的条件：一是达到一定温度（沸点）；二是继续吸热。 【交流】与同学进行交流。你们观察到的现象和水的沸点与其他小组是不是相同？如果不同，怎样解释？回顾实验中的各个环节，你认为这些探究还有哪些不足和疏漏的地方？请提出来，说出改进的措施。 ①在实验中，水的沸点一定是100℃吗？若不同的话，原因是什么？ ②为了既节约能源，又让水尽快沸腾，有什么比较好的措施？ 【分析】①实验中，水的沸点不一定是100℃。可能是温度计有误差，也可能是受外界大气压的影响。 ②为了既节约能源，又让水尽快沸腾，可以提高加热前水的温度、减小水量（需没过温度计玻璃泡）等。 4. 沸点 （1）沸点：各种液体沸腾时都有确定的温度，这个温度叫做沸点。不同液体的沸点不同。因此可以利用这一特性来区分不同的物质。 【学生活动】阅读教材第72页《小资料—一些液体的沸点/ºC（标准大气压）》。思考： ①不同的液体的沸点相同吗？ ②1个标准大气压下的水的沸点是多少ºC？ 一些液体的沸点/ºC（标准大气压） 液体 沸点/oC 液体 沸点/oC 液态铁 2750 酒精 78 液态铅 1740 液态氨 -33.4 水银 357 液态氧 -183 液态碘 184 液态氮 -196 甲苯 111 液态氢 -253 水 100 液态氦 -269 【归纳】由沸点表可看出： ①不同的液体的沸点是不同的。②1个标准大气压下的水的沸点是100 ºC。 （2）液体的沸点与气压的关系 【问题】液体的沸点是否变化？与什么因素有关？ 【演示实验】如图使烧瓶中的水沸腾，移去酒精灯，水会停止沸腾。迅速塞上瓶塞，把烧瓶倒置并向瓶底浇冷水。提醒学生观察现象并进行解释。 实验现象：烧瓶中的水重新沸腾。 实验分析：在向瓶底浇冷水后，瓶内气体遇冷，气压减小，同时水的温度也降低。此时水又沸腾，说明水的沸点降低了。 归纳结论：液体的沸点与气压有关。气压减小，沸点降低；气压增大，沸点升高。 【想想做做】纸锅烧水 我们现在用一张光滑的厚纸，做成小纸锅，纸锅里装些水，放到火上加热。注意不要让火苗烧到水面以上。给纸锅加热一会儿，发现水沸腾，而纸锅并没有燃烧。 实际做一做，说一说小纸锅为什么不会燃烧。 分析：因为纸的着火点大约是183℃，而水烧开时的温度约为100℃不变，没有达到纸的着火点，所以纸不会燃烧起来。 （3）与沸点有关的现象与应用 【学生活动】思考并回答下列问题。 ①用火煮鸡蛋，当锅内水沸腾后，是继续用大火加热还是改用小火？试用本堂课所学的知识说说你的理由。 ②高压锅的原理是什么？ 【分析】①大火和小火的效果相同。因为水沸腾后，继续吸热但温度不变，保持在沸点。所以还是用小火更省燃料，还保护环境。 ②高压锅内气压大，液体的沸点高，可以提高锅内的温度。 【例题2】如图是“探究水沸腾时温度变化的特点”实验，小明和小红所用器材规格完全相同。 （1）进行组装实验装置时，应按照 的顺序进行； （2）图乙、丙是小明观察到的气泡在水中变化的现象，则 （选填“乙”或“丙”）图是水沸腾时的情形； （3）图丁是小明与小红根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像，由图像可知： ①本次实验中水的沸点为 ℃；     ②水沸腾时的特点是 （选填“吸热”或“放热”），但温度保持不变； ③小明与小红把水加热到沸腾所用的时间不同，主要原因可能是 。    【答案】 自下而上 乙 96 吸热 见详解 【详解】（1）在组装实验装置时，因为酒精灯需要用外焰加热，所以要先放好酒精灯，再固定铁圈的高度，所以组装实验装置时，应该按照自下而上的顺序组装。 （2）水沸腾前，烧杯下面的水先汽化成水蒸气，密度较小的水蒸气气泡要上升，温度较高的水蒸气升到上面遇到低温的水又液化为水，所以气泡越来越小。水沸腾时，烧杯上下的水温都达到了沸点，气泡在上升过程中，不断有水汽化成新的水蒸气，所以气泡越来越大。所以乙图中的情形是水沸腾时的情形。 （3）①由图可知，纵坐标表示的是温度，每个小格表示2 ℃，当水温达到沸点后温度不再升高，故本次实验中水沸腾时的温度为96 ℃。 ②水沸腾时温度保持不变，但是需要不断的吸收热量。 ③如图所示，水温达到沸点前，两人绘制的温度-时间图像是两条平行线，这说明在相同的时间内温度的变化量相同，也就是加热装置相同，水的质量也相同。小明与小红把水加热到沸腾所用的时间不同，那是因为小红从80℃的水温开始记录，小明从90℃的水温开始记录，他们各自开始记录时水的温度不同。 【例题3】小方把盛有水的纸盒放在火焰上烧，做“纸锅烧水”实验（如图所示）。下列说法中正确的是（   C   ） A．水没有沸腾之前不会汽化 B．纸锅中的水沸腾时不会吸热 C．纸锅中的水沸腾时温度保持不变 D．火焰的温度较低，低于纸的着火点 【详解】A．水没有沸腾不断蒸发，蒸发是汽化的一种，故A错误；     B．纸锅中的水沸腾时不断吸热，故B错误； CD．火焰的温度高于纸的着火点，但纸锅中的水沸腾时温度保持沸点不变，因此纸的温度无法达到沸点，不会沸腾，故C正确，D错误。 故选C。 【例题4】下表列出了几种物质在一个标准大气压下的熔点和沸点，根据表中数据回答： 若要测量萘的熔点，温度计的玻璃泡里不能选 做测温物质；若要测量固态甲苯的温度，温度计的玻璃泡里应选 做测温物质；若要测量标准大气压下沸水的温度，温度计的玻璃泡里应选 做测温物质。（测温物质：酒精，甲苯） 物质 酒精 甲苯 萘 熔点/℃ -117 -95 80.5 沸点/℃ 78.5 111 218 【答案】 酒精 酒精 甲苯 【详解】由表格数据知，萘的熔点为80.5摄氏度，酒精的沸点为78摄氏度，不能选用酒精作为测量萘熔点的温度计玻璃泡里的测量物质。 固态甲苯的熔点为-95摄氏度，酒精的熔点-117摄氏度，低于甲苯的熔点，萘的熔点为80.5摄氏度，高于甲苯的熔点，所以选用酒精作为测量固态甲苯温度计玻璃泡中的测温物质。 标准大气压下，水的沸点为100摄氏度，而酒精的沸点为78.5摄氏度，低于水的沸点，不能作为此时温度计玻璃泡中的测温物质，甲苯和萘的沸点温度高于100摄氏度，测温物质是酒精、甲苯。因此甲苯可以作为测量沸水温度计玻璃泡中的测温物质。 巩固练习 1. 2025年亚洲冬季运动会将在哈尔滨举办。比赛场馆快速制造平整均匀的高质量冰面时，地面板层下的管道内的液态制冷剂 （填物态变化名称），使板层温度降到零下十几摄氏度。然后在板层上分多次洒水，水 （选填“吸热”或“放热”）凝固，几十毫米厚的冰面便制作成功。 【答案】 汽化 放热 【详解】地面板层下的管道内的液态制冷剂变成气态，发生汽化现象，汽化吸热，使板层温度降到零下十几摄氏度。 在板层上分多次洒水，水放出热量，由液态变成固态，发生凝固现象，制成冰面。 2．小明和小华分别利用图甲所示的相同装置探究水沸腾时温度变化的特点，当水温接近90℃时，每隔0.5分钟记录一次温度，并绘制出了如图乙所示的水温与时间关系的图像。下列说法正确的是（   ） A．水沸腾时温度一定会达到100℃ B．图乙可知小华将水加热至沸腾的时间较长，原因可能是两人用的水的质量不同 C．停止加热，试管中的水还会沸腾一会，说明液体沸腾时不需要吸热 D．图丙是水沸腾时的现象 【答案】B 【详解】A．液体的沸点与气压有关，标准气压下水的沸点是100℃，若低于标准气压水的沸点会低于100℃，故A错误； B．乙图中水的初温是相同的，小华将水加热至沸腾的时间较长，可能是小华实验中水的质量较大，故B正确； C．停止加热，由于陶土网的温度高于水的沸点，水满足持续吸热的条件，因此会继续沸腾，故C错误； D．图丙中气泡由大变小，而液体沸腾时，气泡由小到大上升到液体表面破裂开来，因此丙图不是水沸腾时的现象，故D错误。 故选B。 3．如图所示，甲试管装酒精（酒精沸点为78℃），乙试管装水，同时放入盛水的大烧杯中，对大烧杯加热至使里面的水沸腾一段时间，则下列说法中正确的是（    ） A．甲试管内的酒精先沸腾，乙试管内的水后沸腾 B．甲试管内的酒精会沸腾，乙试管内的水不沸腾 C．甲试管内的酒精和乙试管内的水温度都达到100℃ D．甲试管内的酒精和乙试管内的水温度都达到78℃ 【答案】B 【详解】在标准大气压下，大烧杯内水沸腾时吸收热量，温度保持在100℃不变，甲、乙都是从大烧杯内吸热，当乙中的温度达到沸点100℃不能继续吸热，而甲的沸点只有78℃，沸腾时温度保持在78℃不变，所以甲试管内的酒精会沸腾，乙试管内的水不沸腾，甲中温度保持在78℃不变，乙中温度保持在100℃，故B正确，ACD错误。故选B。 4．同学们利用纸杯、蜡烛、火柴、铁丝等器材把水烧开，如图所示。    （1）纸杯不会被点燃的原因是：开水的温度 纸的着火点； （2）烧水过程中通过观察 来判断水是否烧开； （3）要想知道水烧开时温度的变化情况，还需要补充的器材是 ； （4）为了节约能源又让水尽快烧开，可采用的办法有 （写出一种即可）。 【答案】（1）低于；（2）气泡变化；（3）温度计；（4）减少水的质量（或提高水的初温、给纸杯加盖子等） 【详解】（1）水的沸点为100℃，纸的着火点在130∼180℃，纸杯不会被点燃的原因是：开水的温度低于纸的着火点。 （2）水烧开前，气泡上升过程中由大变小；烧开后，气泡上升过程中由小变大，到达水面时破裂开；烧水过程中通过观察气泡的变化来判断水是否烧开。 （3）要想知道水烧开时温度的变化情况，还需要补充的器材是温度计，用温度计测量水烧开后温度是否变化。 （4）为了节约能源又让水尽快烧开，可采用的办法有：适当减少水的质量、提高水的初温、给纸杯加盖子等。 5．生活中常将牛奶放在热水中（即“水浴法”）加热，如图甲所示。小明想知道牛奶的沸点，实验装置如图乙所示。    （1）实验中还需要添加的测量工具是 ；小明用酒精灯给牛奶加热，当温度接近90℃，每隔0.5min记录一次温度，数据如表所示； 时间/min 温度／℃ （2）牛奶沸腾时，内部涌出大量气泡，在表面堆积，不易破裂，需不断搅拌气泡；可见，牛奶的沸腾也是一种剧烈的 现象； （3）实验表明，牛奶在沸腾过程中，温度 ，用酒精灯持续加热，表明牛奶沸腾需要 热量； （4）小明发现牛奶的沸点与水的沸点接近，但极容易溢出（俗称“潽（pū）锅”），用“水浴法”加热牛奶的好处是 （写出一条）。 【答案】（1）秒表；（2）汽化；（3）保持不变，吸收；（4）方便安全（或省时，受热均匀，保持营养等合理即可） 【详解】（1）实验中要测量时间，实验室用秒表测量时间，故还需要秒表。 （2）汽化有两种表现形式：蒸发和沸腾，其中沸腾是剧烈的汽化现象；奶香四溢，是牛奶分子做不停息的无规则运动，扩散到空气中闻到的香味，属于扩散现象。 （3）]沸腾的特点是吸热，但温度保持不变，由表格可知，牛奶加热到2.5min以后温度保持不变，故牛奶在沸腾过程中，温度保持不变；并且沸腾过程中要用酒精灯持续加热，说明牛奶沸腾时要吸收热量。 （4）用“水浴法”加热牛奶的优点是方便安全，不会“潽锅”，因为牛奶达到沸点后不能从外界吸收热量，故不会沸腾，出现“潽锅”。另外水浴法加热，牛奶受热均匀，能有效锁住牛奶营养。 6．物理学习第一小组用如图甲所示的装置探究水沸腾时温度随时间变化的规律。 （1）为了缩短实验时间，小亮向烧杯中注入适量的 （选填“冷”或“热”）水；图乙是实验中某个时段气泡的变化图象，为 （选填“沸腾前”或“沸腾时”）的情形； （2）当水温接近90℃时，该小组同学每隔1min记录一次温度，并绘制了如图丙所示水温随时间变化的图像，由图像可知，水沸腾时温度变化的特点是 ，此时水 （填“需要”或“不需要”）吸收热量，此时的液面空气的压强 （填“大于”“小于”或“等于”）一个标准大气压强； （3）撤去酒精灯后的短暂几秒钟内，小明观察到水仍在沸腾，此时水温 （选填“高于”“低于”“等于”）沸点。 【答案】（1）热，沸腾时；（2）温度不变，需要，小于；（3）等于 【详解】（1）提高水的初温可以缩短实验时间，故向烧杯中注入适量的热水。 沸腾时气泡越往上越大，故图乙是沸腾时的情形。 （2）由图像可知，水沸腾时，温度不变，但是需要持续吸热。 由图丙可知实验中水的沸点是98℃，低于100℃，一个标准气压下，水的沸点是100℃，气压越高，沸点越高，气压越低，沸点越低，故此时的液面空气的压强小于一个标准大气压。 （3）水沸腾的温度不变，因此此时水温等于水的沸点，继续沸腾的原因是可能是可以从温度高的石棉网上继续吸热。 板书设计 第3节 汽化和液化 一、汽化   物质从液态变成气态的过程叫作汽化。 汽化的两种方式：蒸发和沸腾。  二、沸腾  1. 沸腾是在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。  2. 沸点：液体沸腾时都有确定的温度，这个温度叫做沸点。液体的沸点与气压有关。气压减小，沸点降低；气压增大，沸点升高。 3. 沸腾的条件：温度达到沸点，继续吸热。 课堂总结 第3节 汽化和液化 作业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $